2022年9月26日 星期一

墮落的人腦犯下的七宗大罪








由布萊德.彼特(Brad Pitt)和摩根.費里曼(Morgan Freeman)主演的1995年經典犯罪電影《火線追緝令》(Seven),是部震撼人心的佳作,劇情緊湊、結局反轉並富有哲理和深意。故事講述一位即將退休的警探和他的搭檔,一起調查由宗教儀式「七大罪」布局之連環謀殺案。在調查過程中,他們試圖在兇手謀殺七名受害者前緝拿歸案。

所謂的七宗罪是:暴食(Gluttony)、貪婪(Greed)、怠惰(Sloth)、淫慾(Lust)、傲慢(Pride)、嫉妒(Envy)與 憤怒(Wrath)。那是天主教教義中對人類惡行的分類。他們認為,歸入這一類別的,能夠直接形成其他不道德的行為或習慣。




傲慢地以為可以貪求更多,尤其是在飲食男女方面;然後嫉妒他人、求之不得就暴怒;不想努力了開始怠惰⋯⋯這些經常輪迴地折磨我們的七宗罪,無論內容、順序和前因後果有何差異,都不是好萊塢電影情節,而是大家的生活日常吧?!

我們會這麼墮落,原來是人類大腦在作祟,那要如何得到救贖呢?這個各大宗教都探討過的問題,其實最好由科學解答!因為,這些我們的七宗罪,很有可能在演化的過程中,其實是對我們有利的!所以我們的人腦被天擇塑造成天生會傾向暴食、貪婪、淫慾、傲慢、嫉妒與憤怒,而那些天生沒這七宗罪的阿宅們,都被無情地淘汰了!

然而,我們演化而來的七宗罪,有時候總是過猶不及地讓我們深陷痛苦之中,那我們該如何面對它們、接受它們、處理它們、放下它們呢?讓風趣的神經科學家用這本詼諧的《墮落的人腦:從神經科學解讀傲慢、貪吃、好色、懶惰、貪心、嫉妒與暴怒,探究我們難免使壞,犯下小奸小惡背後的科學》(The Science of Sin: Why We Do the Things We Know We Shouldn’t?),告訴我們該如何面對人性中的七大罪吧!




《墮落的人腦》作者——知名科普節目主持人、倫敦大學學院神經科學博士傑克.路易斯(Jack Lewis)探討了這七宗罪如何影響我們的精神和身體層面,包括大腦的哪些部分參與了每一種罪惡活動,並解釋了是什麼讓這些罪惡行為如此有效,以及為什麼我們會屈服於它們。水可載舟、亦可覆舟,這七種武器⋯⋯哦不⋯⋯七宗罪都是雙面刃。我們可以瞭解到這些衝動如何在某些時候成為演化優勢,而不僅是造成損害,即使現代社會的情況已今非昔比。路易斯也從神經生物學的角度指引我們該怎麼不受這七宗罪的牽制。

因為我們是透過科學的方法來理解這七宗罪,所以也更能夠用科學的方法來制衡它們,這比起一堆語錄或雞湯文更有效多了!否則那些成天傳心靈雞湯文的長輩怎麼很多都沒過好他們的人生呢?或者公司廁所貼的一堆勸人向善的語錄總是職場真實狀況的反面呢?

《墮落的人腦》中對人腦的科學理解,有很大部分來自功能性磁振造影(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI), fMRI透過檢測因神經活動而發生的血氧和流量變化來進行分析。當大腦區域更活躍時,會消耗更多的氧氣,為了滿足這種增加的需求,活躍區域的血流量會增加。fMRI 可以顯示大腦的哪些部分參與某些特定的心理過程。在過去的幾十年裡,fMRI為記憶、語言、疼痛、學習和情感等提供了非常有價值的科學發現。

自傲與自戀是一線之隔,在社群網站上傳不完的自拍照、實境秀明星崛起、社群媒體上人人拚讚數⋯⋯這些活動充分展現出現今社會普遍氾濫的驕傲和自戀情結,其實會讓我們活受罪,也會讓其他六宗罪禍害更深,如果能夠袚除自戀,其他大罪也能消滅於萌芽之際。

大吃大喝的慾望是我們祖先能趁食物豐沛時先儲存熱量的方式,可是現在食物不再匱乏的社會卻造成了太多健康問題。當減重的壓力愈大時,皮質醇在體內達到一定濃度後,腦中食欲調節機制反而隨之失控。我們要更科學的方法來管理美食的誘惑!

食色性也,老祖宗就很清楚了。對性的慾望讓我們能夠把基因代代相傳,可是現代社會中,性感的異性在大城市街上比比皆是,而網路最大謊言之一,不就是未成年阿宅在色情網站中回答自己已滿十八歲嗎?面對唾手可得的情色誘惑,我們如何能坐懷不亂呢?

連假時耍廢、厭世、懶洋洋,真是太舒服了!可是換來的是,連續假期結束前或是剛開工時,我們常常會聽到身邊的人抱怨包括疲倦、失眠、昏昏欲睡、胃口欠佳、難以集中精神工作、有不正常肌肉痠痛或心跳太快,以至焦慮、空虛或容易發怒等等病症,這就是所謂的「收假症候群」(Post-vacation blues)。用最省力的方式活著,本來就有演化上的優勢,但是這在現代社會中,個人經濟後果要自負的情況下,我們還能放縱多少呢?

貪婪,過去被大部分宗教譴責,可是在資本主義消費社會中,居然成了美德!像是美國英文國名縮寫的U.S.A.,更貼切的應該是「United States of Avarice」的「貪婪合眾國」吧!?可是無止盡的貪婪,創下的金融危機和個人財務危機,罄竹難書!有愈來愈高比例的社會財富集中在少數巨富身上,但他們卻永遠都嫌錢賺不夠,有錢人想的真的跟我們不一樣?神經科學甚至還能解釋有錢有勢者為何比社會底層人士更容易起貪念哦!

嫉妒心起時,我們幸災樂禍。見不得別人好而眼紅,是江湖中最常見的紛爭,無論是在校園、職場還是政壇上。我得不到的,別人也別想得到!寧可使出七傷拳也要拖對方下水,大概是人類最浪費時間和精力卻毫無建設性的活動之一了吧?

我們大多數人都有過怒不可遏的經驗吧?暴怒也是大部分暴力攻擊的主因之一,讓我們大動肝火而大動干戈的失控,究竟是怎麼回事呢?憤怒並非沒有建設性,因不公不義而憤恨不平,是人類社會維持公義的原因之一,可是暴怒也破壞了社會的和譜及秩序,該如何防範未然呢?

這七宗罪並非相互獨立,牽一髮動全身,我們老祖宗靠它們在資源匱乏的環境中殺出重圍,我們在社會中立足也要靠適當的駕馭它們。《墮落的人腦》最大的價值之一,是讓我們認識到關鍵不在於我們天生是否有這七宗罪,而是我們該如何操控它們,而非讓它們駕馭我們而傷害自己的身心健康和社會秩序,造成自己及他人的痛苦。

過去為了對抗這些小奸小惡,宗教扮演了很重要且關鍵的角色,可是在現代世俗社會中,宗教要嘛僅對少數人有效,要不然就是退居到大部分人生活的邊緣,所以是科學上場的時候了!當然,矯正、改善這七宗罪的惡果之手,是操之在己的!關於這七宗罪的神經生物學研究方興未艾,我們未來應該可以利用更科學的方法來管理它們,讓墮落的人腦能夠改過自新!


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2022年9月13日 星期二

人類五萬年一再被發明的昨日






我中學時,最討厭的課之一,是歷史。原因很簡單,也跟許多朋友差不多,就是痛恨「背多分」。所以往理科的方向發展,希望再也不需要死背硬記那些人名、年代等等,反正考完就馬上還給老師,而且也覺得干我屁事?

然而,上大學要修一定學分的人文學科通識課,大多不必考試只需交報告,才開始覺得學習知識不需要用來考試是令人愉悅的。開始修自己真正感興趣的課和讀自己想讀的書後,漸漸發現,過去中學時沒好好背課文考試,是無比的正確!

對一般公民來說,讀歷史最大的意義是學習獨立思考和批判思維吧?要論斷歷史上的各各公案,需要透過各種間接的證據,這不就是邏輯推理嗎?許多教科書裡奉為圭臬的,學術界其實有更多精闢的不同觀點,甚至可以說,我那個年代的高中歷史課本,除了基本不變的事實,大多數對歷史事件的解讀,有很多根本就是大錯特錯。

那為何我後來又喜歡讀歷史的書呢?除了像是在讀推理小說一樣,可能只是很想真正認識我們現在這個世界的由來吧!畢竟,沒有昨日,哪來今日呢?

然而,我們從歷史中讀到的,能夠還原和認識當時的狀況嗎?還是總是事後諸葛?有句流傳很廣的話,就是「一切歷史都是當代史」,無論如何還原過去,我們還是用現代的知識來理解過去,不是嗎?如果真有阿宅不小心穿越到過去,甭說像我這樣考完就忘的壞學生,即使是歷史一百分的學霸,就能搞清楚其身處的年代將發生的大小事而能料事如神?說不定,還沒搞清楚當時的現實狀況,就無法和當時當地的人們溝通,而被搞死了吧?

歷史當然有所謂的真相,可是甭說我們現在要解讀遙遠的過去,就算是朋友或伴侶有了爭端,對同一句話都可以馬上有各自的解讀,更甭提再翻一翻舊帳。可是那重要嗎?如果伴侶和解了,對事物的理解有了共識,即使他們以為共同擁有的記憶其實錯得離譜的,但那重要嗎?

所謂的同一個民族也好,同一個國家,或者同一個文明,對於想像共同體發明的昨日,就是各種敍事線的匯編。我們都活在以各文明為中心的敘事中,用不同的故事建構出想像的共同體或歧視鏈。然而,拜科學和史學蓬勃發展所賜,現代社會終於有了更完整、更全面的知識,能夠穿越上百萬年的時空,來仰望整個人類歷史的星空。

塔米.安薩里(Tamim Ansary)這位卓有見地的導師,在這本《被發明的昨日:人類五萬年歷史的衝突與連結》(The Invention of Yesterday: A 50,000-Year History of Human Culture, Conflict, and Connection),用生動活潑、幽默風趣的方式,讓我們愉快地見識到各文明中心之間如何形成不斷變動的星座──帝國、國家和民族互相深刻影響、唇齒相依,並且也相信我們全人類可以創造出彼此共榮共好的敘事。




最近,教育和出版界開始興起所謂的「大歷史」,例如大衛.克里斯欽(David Christian)的《Big History大歷史:跨越130億年時空,打破知識藩籬的時間旅圖》(Maps of Time: An Introduction to Big History)和《起源的故事》(Origin Story: A Big History of Everything),跨越自然與人文學科的藩籬,把人類歷史置於宇宙演化的宏大背景之下,以一種高屋建瓴的氣勢,俯瞰人類歷史發展全貌;並且還有伊恩.克羅夫頓(Ian Crofton)和傑瑞米.布雷克(Jeremy Black)的《簡明大歷史:從宇宙誕生、文明發展、西方崛起到現代世界,重點掌握138億年的關鍵紀事》(The Little Book of Big History: The Story of Life, the Universe and Everything)。近年來,哈拉瑞(Yuval Noah Harari)的《人類大歷史:從野獸到扮演上帝》(Sapiens: A Brief History of Humankind),更是在各國成了個文化現象。

《被發明的昨日》以優異的敍事,為這個大歷史星空增添了一個星座。嚴格來說,安薩里是位作家,並非歷史學家,也沒有要在學術界混飯吃,所以他在嚴謹治學之餘,比起學者還更多了一份靈活。我們歷史教科書中許多要強迫我們背下的事件,是不同群體的人們相遇時的相愛相殺。不同文明之間除了互相較勁,也進行了思想和文化上的交流。

安薩里讓我們認識到我們對自身文明、民族等的認同,建立在一個又一個的敍事架構中,各大文明透過各種方式相互依存,除此之外,安薩里恢諧風趣幽默的文筆就像補教名師的談笑風生,讓我們輕鬆無負擔地讀完《被發明的昨日》。安薩里出生於阿富汗喀布爾,之後才移民美國,因此和歐美學者很不一樣,他不時提出伊斯蘭文明的視角,儘管如此也不可能中立,但卻開拓了我們的視野。

從一開始,大約五萬年前,人類離開非洲並遷移到地球各地。大約一萬年前,他們開始在一些地方種植自己的食物,而不是依靠狩獵和採集。人類文明的發展,通常以主要河流為中心,於是埃及的尼羅河、美索不達米亞的底格里斯河和幼發拉底河、印度的印度河、中國的黃河等等孕育出了諸古文明,各自發展著自己的敘事、世界觀和文化。最終,農業傳播到其他地方,文明隨之四處播種。

隨著時間的推移,這些文明開始相互交易,於是思想、文化、技術等等透過工具、語言和自然環境編織成各自的敍事。我們的昨日都生活在同一個星球,但每個文明都以自己為中心,非我族類則其心必異。可是,我們各自的老祖宗不知道的是,遠在他方發生的大小事,都透過各種網路衝擊到自己的文明中心中。

當哥倫布前往大西洋尋找通向亞洲的航線而意外發現美洲後,兩個半球緊密連繫在了一起。歐洲作為世界大國的崛起,開啟了殖民化、貿易和資本主義、工業革命和機器、電力的發現和利用、世界大戰等等,塑造了現代世界的樣貌。

安薩里最後一章提到,人類現在擁有毀滅地球的力量,而我們似乎正朝著這個方向前進。但這令人費解,因為我們擁有放棄化石燃料、停止污染、養活每個人、控制失控的人口增長的技術實力,如果我們都能簽署一個單一的行動計畫,我們就可以解決我們物種面臨的所有問題。既然現在每個人都可以與其他人即時交流,為什麼我們作為一個單一的、綜合的人類社區如此難以運作?

假如各文明對於昨日的敍事是被發明的,那我們現在是否也能夠發明新敍事來把全球人類都團結起來呢?我想,述說完這幾萬年的人類大歷史後,《被發明的昨日》讓我們深切地體認到,全球人類本一家,我們既然讓自己文明和民族的敍事把我們彼此對立和疏離,理論上,我們當然也可以在面臨到全人類共同的危機之時,用全新的敍事把人類團結在一起。

《被發明的昨日》是一本觀點有趣、敍事宏大的歷史好書,非常適合作為我們在這個時代認識這個世界的優異入門書籍!




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2022年8月30日 星期二

研無不盡




從小時候讀了幾本給小阿宅的科學家傳記童書後,我就立志要當個科學家,並且天天把這個志向掛在嘴邊跟媽媽說。

儘管求學時也走了不少歪路,但究竟還真的投身科學研究的工作中。這樣的志向,在馬來西亞這個發展中國家,是相當特立獨行的,因為對大多數人來說,物質生活都要很辛苦打拚取得,遑論花大錢去做不知有何用途的科學研究。即使到美國念博士班,為了不讓家人蒙羞,我都跟親友說是去「工作」。

即使是在富裕國家,社會大眾對於科學研究也感到陌生,科學家究竟在實驗室裡搞什麼鬼呢?真的是為全人類解決重要的問題,還是滿足少數人的好奇心?

我認識的大多數科學家,最喜愛的工作方式就是成天窩在研究室,厭惡社交生活,心無旁鶩、不見天日地埋頭苦幹。他們專心致志地力求搞清楚一個難解的謎題,廢寢忘食地整理閱讀文獻,絞盡腦汁設計實驗,孜孜不倦地重覆各種實驗,咬緊牙關地克服一再失敗的挫折。即使獲得不錯的成果,仍要兢兢業業地選擇發表的期刊,費盡心思回覆審稿者的問題甚至刁難等等,然後在出版論文後發現版權全都在期刊出版社手上……

甭說是一般社會大眾,就連我們的父母,甚至伴侶,都難以理解我們究竟為何而戰?走出實驗室外,我們與科學的距離真的是遙不可及嗎?

其實,科學始終來自人性!不管我們以為那些電影中,總是穿著白袍實驗衣的科學家在實驗室中看來有多麼高深莫測,就只是要回答我們對自然最最最基本的問題,也就是滿足我們的好奇心,以及渴望解答的欲望。這些問題,不僅是我們小時候對世界充滿好奇心時一直追問的,也是整個人類文明誕生以前,我們的祖先圍在篝火前就開始追究的。

過去,人類文明頗長的時間裡,對大自然好奇的探索,是不愁溫飽的有閒貴族或富人的專利。如果說火讓人類能演化出更耗能的大腦,那工業革命就讓我們能更有效地利用能源為人民服務,因此我們能夠在物質更豐沛的社會中,不愁吃穿地投入一定的資源,來滿足我們啟蒙的理性智識樂趣。

科學的方法也高效地讓我們可以跨地域、跨文化地再現重要的發現。也因為見識到科學的力量,當溫飽不再是大多數國民的問題後,後進現代化國家都無不爭先恐後地投入資源,強化科學研究的能力。而這些科研能力,對各國未來對抗氣候變遷和新興傳染疾病都很重要,COVID-19就讓我們見識到了寶貴的一課!

記得當年來台灣念大學時,剛躋身富裕國家的台灣也正要投入更多資源在基礎研究上,經過了這二十幾年的努力,許多方面也漸漸和國際接軌,取得了不少豐盛的成果。有些當年可以榮獲國科會傑出研究獎的期刊論文,現在可能只能勉強用來升等而已。這些科學界努力奮鬥的成果,真的好到不能只有我們少數科學工作者知道,而應該成為全民的精神資產。

很幸運地,作為比大學更象牙塔的中央研究院,除了頂尖和傑出的研究,在科普方面也當了火車頭。感謝已故的中研院資訊所的天才研究員陳昇瑋博士的遠見和魄力,中研院成立了「研之有物」科普網站,請文筆生動流暢的小編們,為深居簡出卻努力地在各自領域推動科學進步的研究員們,寫下精彩的白話文報導和故事。

雖然歐美日的大學和研究機構,積極向社會大眾報導教授或研究員的重要及有趣科學發現,是行之有年的,但在台灣這無疑是科學報導的里程碑!我們不僅做出了國際級的研究,也和歐美日大專院校接軌重視科學研究成果的社會效益!

更令人興奮的是,接續《研之有物:穿越古今!中研院的25堂人文公開課》,時報出版將這些精彩絕倫的報導,集結成《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》,成為科普報導教科書等級的好書。

《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》涵蓋生物、醫療藥物及生物工程三大面向,讓我們能窺見研究機構中不辭辛苦的生命科學家們,其實也可以有浪漫的科學情懷,用打破沙鍋問到底的精神,排除萬難揭開科學謎題的謎底,同時也為人類健康福祉作出具體貢獻。

藉著《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》的各種研究,可以看見生命科學其實離我們的生活一點也不遠。這些知識一點也不冷冰冰,裡頭所有的科學故事,其實無時無刻發生在我們的周遭,只是我們可能視而不見,或尚未知曉箇中道理,這些科學故事可以開拓我們的視野,讓我們的生活增添許多趣味。

這些生命科學研究,讓我們知曉了從細胞到個體再到整個生態系,各種生物是如何應對五花八門的問題,例如敵我的辨認、誘敵的陷阱、器官的再生、環境汙染的應對、族群的遷徙、能量的生產、養分的吸收、遺傳基因的重組、植物天然成份的防癌或抑癌、新藥的開發、飲食的營養與健康、大腦神經的退化、免疫系統導致的發炎、奈米疫苗的研發、全球傳染疾病的防治、永續能源的開發、個人遺傳資訊的應用、基因的剪接或編輯等等。

以上研究僅是中央研究院生命科學組各研究所傑出研究的冰山一角而已,相信不僅是中研院,台灣各大專院校也有許許多多精彩科學故事有待發掘和報導,相信這些科學發現真的不能只留在學術期刊的論文中,而是有必要成為全民的精神糧食,所以我們拭目以待,期望有更多精彩的科學發現被報導在科學網站或書籍當中吧!


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2022年8月16日 星期二

一個野心勃勃醫生的反疫苗戰爭








為了避免感染COVID-19之後的長期後遺症,我接種了三劑COVID-19疫苗,前兩劑是AZ腺病毒疫苗,第三劑是半劑量的莫德納RNA疫苗。

根據衛福部的報告,截至2022年6月24日,台灣接種兩劑COVID-19疫苗的人口比例已達82.98%,接種第三劑已達69.9%。可見有超過八成人口為了減少感染COVID-19的機會,願意承擔接種疫苗的不適副作用。完全接種後,還有近七成人口也願意再追加第三劑。然而,三不五時還是有人靠北疫苗接種是陰謀,指出還是有人接種三劑後病死。

姑且不論接種疫苗後病死的病患絕大多數本來就是不易產生免疫力的高齡、長期慢性病患(所以更應該接種更多劑疫苗),統計學也能告訴我們,單單從兩劑疫苗到三劑之間,能夠拯救多少性命。例如,6月27日公佈的資料中,死亡的127人中打滿三劑疫苗的有54人,打兩劑的只有22人──看起來打三劑反倒不安全,不過這個數字要經過接種人口比例的標準化(Normalization),才知道疫苗有無保護力;否則以相同的神邏輯,就會推測出「強制騎機車戴安全帽後,高達九成以上車禍死亡的騎士都戴著安全帽,所以機車安全帽殺死更多騎士」的荒謬言論!

根據衛福部疾管署的資料,把接種過三劑及兩劑疫苗的人口比例相減,只接種兩劑的人口約為13.08%。也就是說13.08%的人口比例中該日病死了22人,69.9%的人口比例中病死54人。如果全民都未接種第三劑疫苗,病死人數照比例推估應約為118人(69.9 / 13.08 * 22),而非實際上的54人!從中我們可知,第三劑疫苗確實是有保護力的——單單多接種一劑第三劑疫苗,一天就有63人因而獲救!6月初死亡人數破百後,第三劑疫苗僅僅在一個月內至少讓上千人免於病死!更甭提從今年5月份疫情蔓延開始,以及第一和第二劑疫苗的較弱但還是保護到的人!如果完全沒有COVID-19疫苗,台灣這幾波COVID-19疫情的總病死人數恐怕要在後面多加一個零吧!?

西方醫學史一向把疫苗的發明歸功於英國醫生愛德華.詹納(Edward Jenner,1749-1823),因為他在1796年5月14日進行了牛痘實驗。他以接種牛痘漿的方法,用一把清潔的刺胳針在一名八歲男孩詹姆斯.菲普斯(James Phipps)的兩隻胳膊上,劃了幾道傷口,然後替他接種牛痘,預防天花。男孩染上牛痘後,六星期內康復。之後詹納再替男孩接種天花,結果男孩完全沒有受感染,顯示牛痘能令人對天花產生免疫。詹納因此被後世稱為「免疫學之父」(Father of Immunology)。

其實,中國古代為預防天花傳染病,早就發明了人痘接種辦法。種痘的辦法,是採用天花病人的結痂和膿汁,接種到健康人的身上。讓人感染輕微的天花。輕微發病之後,即可獲得免疫力,之後便不會再犯天花。據俞正燮《癸巳存稿》所記:「康熙時俄羅斯遣人到中國學痘醫,由撒納特衙門移會理藩院衙門,在京城肄業。」

不少致命傳染病先後在大規模接種疫苗之下節節敗退,其中包括天花、脊髓灰質炎(俗稱小兒麻痺症)和麻疹。天花病毒四十年前確定從地球上根除,成為人類歷史上第一種被消滅的致命傳染。天花在1980年被消滅後,全球皆停止接種天花疫苗,台灣1979年起停止接種,該年以後出生的民眾皆未接種。雖然全民不再接種天花疫苗了,第三代天花疫苗對於預防現在在全球多處出現的猴痘仍是有效的。

俗稱小兒麻痺症的脊髓灰質炎,是一種兒童急性傳染病,病毒主要透過糞口傳播進入消化系統,侵入血液、神經系統,然後開始攻擊脊髓,大多數人可以自行復原,但少數的人會造成終生殘疾,最常見的是腿瘸。小兒麻痺症在我們父母輩的時代,還是常見的傳染病,現在在我們的社會中近乎絕跡。

還有,麻疹疫苗在1963年問世,但現在每年全世界仍有約十四萬人死於麻疹。疫苗出現之前全球每年約有兩百六十多萬人被麻疹奪去性命。美國和歐洲近年來麻疹感染病例呈上升趨勢,因為疫苗接種人數越來越少,主要原因是人們擔心疫苗可能會帶來如自閉症等副作用,雖然這方面並沒有確鑿的醫學證據。麻疹主要透過咳嗽、打噴嚏時釋放到唾液細沫中的病毒或直接接觸傳染,症狀包括高燒、咳嗽、鼻炎、紅色斑丘疹,還可引發多種可能致命的併發症,如肺炎、腦炎和腹瀉等等。

西方先進國家愈來愈低的麻疹疫苗接種率是一個惡名昭彰的英國前醫師安德魯.維克菲爾德(Andrew Wakefield)所賜,他曾任職於倫敦皇家慈善醫院(Royal Free Hospital),在1998年撰寫的〈兒童所患非正常淋巴結節增生、非正常結腸炎和流行性腸道發展混亂〉論文中,做出「麻疹腮腺炎德國麻疹混合疫苗(Measles, Mumps, and Rubella,MMR)導致自閉症」的結論。該論文後來被發現造假,2010年遭刊登的頂尖醫學期刊《刺胳針》(Lancet)撤下。該論文有十三位作者,其中有十位作者在該期刊上發表了向公眾致歉聲明。他本人亦因為多項職業操守問題而在2011年被英國當局吊銷醫生執照。




真實的故事,有時候往往比虛構的更扯,維克菲爾德這名偏執的英國醫師,後來移民美國德州繼續騙吃騙喝。相信他的民眾成立了反對接種疫苗的團體,在世界各地散布不實訊息,讓美國、日本及歐洲近年的麻疹死灰復燃。其中,光是英國官方統計,英國麻疹發病率,近十年即增加了二十倍。這整個事件最完整的報導就是這本《反疫苗戰爭:一個野心勃勃的醫生,一篇只有12位個案的偽科學論文,如何欺騙了全世界?讓英國人付出了一整個世代的慘痛代價!》(THE DOCTOR WHO FOOLED THE WORLD: Science, Deception, and the War on Vaccines)了吧?








《反疫苗戰爭》一開始的重點只有一個人跟一種疫苗。書中主角維克菲爾德是九零年代第一批把MMR疫苗與自閉症聯繫起來的論文幕後推手。他在行醫初期就對克隆氏症(一種炎症性腸病)的病因產生了興趣,試圖把麻疹病毒和這種腸炎聯繫在一起,後來一再先射箭再畫靶。《反疫苗戰爭》講述了讓維克菲爾德臭名昭著的每一個事件,以及他是如何從神壇中跌落下來的。老實說,我個人認為,書中揭示出維克菲爾德及周遭的同伙方方面面的個人資訊,其實是鉅細靡遺到有點超過的地步。

《反疫苗戰爭》作者布萊恩.迪爾(Brian Deer),是一位多次獲獎的調查記者,他於2003年9月接受《星期日泰晤士報》(Sunday Times)的例行指派任務後,投入了大量時間和精力調查此事,超過十五年來用了超過六千份文件和紀錄支持其報導內容,書中註腳就有兩千個資料來源。他為此推出十餘則艱難的新聞報導、一小時的電視專訪、在頂尖醫學期刊發表五篇系列文章,揭露出這個「可能是過去一百年造成最大傷害的醫學騙局」。

維克菲爾德等人和反疫苗團體當然也不會坐以待斃,迪爾也遭受到他們無情的言論攻擊、辱罵、威脅以及訴訟,在書中他對這幫人也帶著相當強烈的情緒,甚至迪爾自己也成了故事的重要部分,雖然有不夠客觀之嫌,但對讀者來說卻可能充滿戲劇張力。

維克菲爾德最大的問題是他太急著想要成名,一直試圖子虛烏有地尋找不存在病患腸道的麻疹病毒。在實驗過程中,完全沒有考慮控制組和隨機採樣的問題,並且選用了準確度較低的實驗方法。他找到有自閉症兒童的父母參與針對生產MMR疫苗的製藥公司進行集體訴訟,後來被揭露出背後的利益衝突。愈來愈多實驗室無法再現維克菲爾德的實驗,科學界要求他們改用精準度更高的PCR檢測法,以及提供更多原始資料時,他們只是反控遭到不公的迫害等等。

兒童自閉症和MMR的關聯,更像是巧合多過有因果關係,因為兒童能夠診斷出自閉症的時間點剛好是MMR疫苗接種之時。在去除了基於汞的防腐劑硫柳汞(據稱是MMR疫苗的有害成份)後,自閉症仍繼續出現在接種疫苗的兒童中。原本維克菲爾德只是鎖定MMR疫苗,可是當他逐漸被捉包出研究能力不足及論文資料問題重重而被逐出醫界後,反疫苗團體當然不會放過這個機會把他的遭遇描述成陰謀論,然後把所有疫苗描繪成惡魔。

自從維克菲爾德發表了那篇論文以來,生物醫學界對實驗品質的要求和論文審查的嚴格,是不可同日而語的。然而,因成名或私利的私心而導致公共利益受損的害群之馬再所難免,《反疫苗戰爭》提供了詳實的報導讓我們能夠在試錯中學習,值得關心醫學政策的朋友們好好一讀!知己知彼、百戰不殆,我們也必須瞭解到為何有些民眾寧死都不肯接種疫苗,才能制定出更有效的疫苗政策以保護更多的人!




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2022年8月4日 星期四

隔離的歷史、現在與未來












我兩年多前在台灣登記結婚,可是迄今在馬來西亞仍是單身,拜該死的疫情所賜,對跨國旅行所需的長時間隔離生畏,無法方便地帶老婆回馬登記結婚,也不知道還有多少張罰單待繳。

台灣和一些嚴守國門的國家,2020年相對平穩,在全球許多國家哀鴻遍野時,仍然能夠歌舞昇平好一陣子。可是以為安全,才因為超低疫苗接種率而在去年中陷入愁雲慘霧,仍靠民眾自律儘量宅在家保持社交距離,以及繼續嚴守國門度過。現在遇到傳染力特強的大魔王Omicron變種,才被迫開始轉為與病毒共存。相較之下,對岸只能在國產疫苗保護力不佳又不願承認的情況下,騎虎難下地讓上海封城(或稱「全城靜態管理」),和當初武漢封城被讚為有擔當和魄力,不可同日而語。

兩年前疫情大流行初期,祭出閉關鎖國政策的國家,當然不會受到歡迎。澳洲甚至有一度連國人都無法入境,惹得民怨四起。世界衛生組織(WHO)當初還不斷呼籲各國不要封鎖邊境並且對某些國家的旅客差別對待,結果反而是不理會的國家受創較小。後來,一旦有新變種出現,發現的國家又成了眾矢之的,遭到其他國家封鎖。

除了國際政治紛爭,長時間的隔離,尤其是過去所需要的「14+7」,讓國際旅行變得即使沒有不可能,也成了寸步難行,畢竟來回加起來在防疫旅館隔離的二十八天,不僅在精神上頗為折騰,費用也頗可觀,這還不提因為航班大受影響的高額機票價格。

避免了跨國旅行,我自己沒有經歷過長時間的隔離,經歷過的親友也一向避談那段形同軟禁的日子,但想像一下,出關時應該有種恍如隔世的感覺吧?因為這兩年旅行的困難,我就聽說不少無法見到家人而造成的憾事。我大伯今年6月初過世,還好5月份馬來西亞和新加坡已解禁隔離等旅遊限制,在國外工作的堂姐、堂哥才能回到他身邊陪伴他度過人生最後的旅程。

「隔離」的英文Quarantine,源自威尼斯文「quarantena」,意思是「四十天」。當時,威尼斯把船舶和人員隔離四十天,作為與鼠疫相關的疾病預防措施。1348年至1359年間,黑死病消滅了大約三成的歐洲人口,以及相當大比例的亞洲人口。1377年的一份文件指出,在進入現代克羅地亞的杜布羅夫尼克(古代達爾馬提亞的城邦拉古薩)之前,入境者必須在一個行動受限制的地方(最初是附近的島嶼)度過三十天,等待黑死病會不會發作。1448年,威尼斯元老院將等待期延長至四十天,由此產生了這一詞。為期四十天的隔離是應對鼠疫爆發的有效方法。




隔離在歷史上並非僅限制封鎖黑死病及COVID-19,把可能染疫的人和健康的人分開,是自古以來人類處理未知疾病的方式。然而,把大量後來證實為健康的人們隔離,其中的人權和法治問題,並不是非黑即白。這本好書《隔離:封城防疫的歷史、現在與未來》UNTIL PROVEN SAFE: The History and Future of Quarantine)就要帶我們面對歷史、政治、社會、科技等等中的隔離。

在英文中,「quarantine」和「isolation」意思不同,前者指在不確定是否染疫的情況下進行的暫時隔離,後者則是避免確診者和外界接觸所進行的隔離。不過,中文似乎把兩者都稱作隔離,《隔離》中文版把前者譯為「隔離」或「檢疫」,後者譯作「隔絕」或「孤立」以示區分。如果是後者,因為確診而需要與健康的人隔絕避免傳染,在還受到良好照護的情況下爭議不大。但還不確定染疫與否就要與世隔絕,或禁止人與人的連結,在經濟、政治和法治上就可能受人非議。很不幸的,COVID-19就是一種還未出現症狀或無症狀就會傳染的疾病,要斬斷傳播鏈,只能不管三七二十一先把入境者和接觸者隔離。

《隔離》作者傑夫.馬納夫(Geoff Manaugh)和妮可拉.特莉(Nicola Twilley)是美國作家、部落客,他們為了體驗各種古代的隔離設施,在疫情間也冒死繼續旅遊,為本書的寫作進行實地考察。他們追尋慈善家、素食主義者和監獄改革倡導人士約翰.霍華德(John Howard)的足跡,他於1785年開始調查地中海檢疫站或隔離醫院的人們狀況。








為了親自體驗隔離,霍華德冒死登上一艘被感染的船,幾個月後抵達威尼斯的新檢疫站(Lazzaretto Nuovo),在那裡他被短暫隔離在一個非常髒亂的房間,到處都是害蟲。 霍華德安然無恙地度過了他的隔離期。他後來提出良好的隔離設施所需基本要素,從充足的通風到公共宗教服務和富有同情心的關懷。這些在當時尚不存在。




霍華德的終點站是烏克蘭,在那裡他成功說服了可能感染斑疹傷寒的赫爾松(Kherson)居民,在霍華德本人死於該病前不久,搬到了聶伯河( Dnieper River)上後來被稱為隔離島(Quarantine Island)的地方。




在英國倫敦,他們見識了集郵家丹尼斯.凡德維爾德 (Denis Vandervelde)的精心蒐藏,見證了傳染病大流行期間對郵件進行消毒的百年歷史。可能受污染的信件和包裹被放置在裝有香料和香草的木棺中一周,而其他處理方式包括用醋和煙熏處理,或在鐵柵上炙烤。有些處理方式讓信件變質難以閱讀。儘管蓋上「已處理」的戳記,百分之九十九的信件仍會被收件人直接付之一炬,因此遺留下來的,罕見到值得好好珍藏。

隔離也會被濫用。絕對的權力帶來絕對的腐敗,公權力趁機擴權做有罪推定而非符合法治精神的無罪推定,於是隔離被濫用助長了偏見和種族主義,被國家用來重新劃定有爭議的領土的邊界、被大企業掠奪礦產權,被極右派用來迫害移民。例如,澳洲利用防止疾病的藉口合理化白澳政策;美國也曾利用過公共衛生政策,試圖奪取舊金山華人的房產;在美國南方州,也曾利用防止疫情傳播為由限制黑人和婦女的自由。

隔離並不限於人類,動植物的檢疫其實比人的還常見。《隔離》提到一個特殊的例子是,為了保證我們未來還吃得到巧克力,可可樹常需要數年的隔離。馬納夫和特莉的眼光還突破地表,把觸角延伸到了外太空,探討地球人對外星生命汙染地球的恐懼,甚至不惜讓太空人與科學家們和外星汙染一起同歸於盡;另外,他們也對核汙染如何永久封閉在地下鹽層有詳細的描述,科學家為了不讓後代子孫去翻挖的心思創意,也讓人印象深刻,包括基改製造遇到輻射就會變色的貓咪等等。不過各種嘗試似乎只會讓人更好奇到想要當奪寶奇兵吧?

《隔離》指出,隔離簡直就是焦慮的總和,對疫病和外來者的焦慮轉換成對自由生活喪失的焦慮。瘟疫蔓延時,宗教常常不但可能不是慰藉,反而是群聚感染的大本營。在疫情期間的靈性生活該如何自處?對我而言,疫情影響最顯著的也是需要減少宗教活動,例如避免需要群體進行的禪修活動等。《隔離》中提到,在中世紀的斯普利(Split),在一座俯瞰大海的塔上,牧師可以在那的講壇為被隔離在船上的水手進行露天、遠距離的彌撒。在COVID-19大流行期間,底特律有牧師用塑膠水槍為信眾噴灑聖水。

COVID-19疫情逐漸退散後,可預期的報復性旅遊和消費,會讓航空旅行和全球貿易量不斷增加,使得病菌和病毒的傳播能力繼續加速。生態環境破壞也讓偏遠的野生動物,滲透到人類居所,產生能夠跨物種傳染的新興致命病原體。 面對未來對人類生命構成巨大威脅的傳染病流行,隔離無論多麼陳舊,仍將是有效的防禦手段之一,用於減緩傳染病傳播,讓我們有足夠時間開發疫苗或治療方法。

我們該如何面對未來可能出現的檢疫需求呢?《隔離》指出,其中一些檢疫措施,已經在COVID-19的應對中有效運用,例如社交距離、接觸追踪和傳染建模;在隔離場所內,需要更加關注管道網絡、通風系統和廢物處理;政府也需建立起公眾的信任,保證會為那些顧及公共利益而受影響的人們提供財政、法律和醫療支持,並鼓勵更大的個人責任感。

隔離人生沒人想過,這種犠牲小我的方式,是把雙面刃,無法簡單地以存廢論斷,值得在大確診的後疫情時代繼續深究!




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2022年7月27日 星期三

全面認識在我們身邊的病毒圈








即使是輕症,感染嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19,俗稱新冠肺炎、武漢肺炎)的康復者,仍有一定比例帶有長期後遺症,例如極度疲倦、氣短、胸痛或緊繃、記憶力和注意力問題(也就是「腦霧」)、味覺和嗅覺的變化、關節痛等等。嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)對於呼吸道以外的器官造成多廣泛的損害,現在仍需更多的研究。

然而,回想起來,過去曾經感染過的幾次流感,病程稍重躺平幾天後,往往也有些併發症持續相當長的時間,有幾次長達好幾個月甚至半年都不斷咳嗽,還有對支氣管造成無法挽回的影響也不算少見;幾年前,我莫名其妙在沒有感染流感(兩次快篩陰性)的情況下突然感染細菌性肺炎而住院 ,現在回想起來,說不定當時可能先感染了未知呼吸道病毒,才快速發展成肺炎的併發症。

我大三的時候春節回馬來西亞過年,就不幸在家睡懶覺時被蚊子叮咬感染了登革熱,除了發高燒和全身痛不欲生,退燒後四肢發了幾天紅疹。康復後,也差不多要三、四個月後,體力才恢復到染病前的狀態。病毒的複製速度無與倫比地迅速,對身體造成的負擔和速度一般也比其他致病微生物或寄生蟲還快;有些病毒只需極微量就能感染人類,像是諾羅病毒,一個病患一次腹瀉排出的病毒量,就足夠感染全世界所有人還綽綽有餘!

病毒傳染病真是一波未平、一波又起,在COVID-19疫情在全球此起彼落時,現在又來了一個猴痘來攪局。猴痘原本在西非、中非地區的一些國家流行,今年五月份卻突然出現在全球超過二十個國家,包括美國、澳洲、阿拉伯聯合大公國和十多個歐盟(EU)國家。猴痘是由猴痘病毒引起的人畜共通傳染病,主要症狀包括發燒和起皮疹,在非洲以外地區很少出現,患者和密切接觸者必須隔離二十一天。

過去幾年,其他病毒傳染疾病也不斷造成重大公共衛生事件,例如始於2013年的西非伊波拉病毒疫情、始於2016年的美洲茲卡病毒疫情。除了上述提及的,還有全球各地時有所聞的屈公病、西尼羅熱、麻疹、德國麻疹、漢他病毒症候群、日本腦炎、腸病毒感染併發重症、裂谷熱、黃熱病、拉薩熱、馬堡病毒出血熱等等,族繁不及備載。其中不少病毒傳染病是人畜共通的,而且也有野生動物作為儲存宿主。

SARS-CoV-2從動物傳染到人,再突變成能夠人傳人,在超強傳染力下,我們再也無法擺脫它們了,儘管疫苗和新藥可以有效降低重症及死亡的風險。Omicron的下一個希臘字母是Pi(π),如果世界衛生組織(WHO)不認為Pi也是一個中國人的常見姓氏(「皮」姓)或汙名化《少年Pi的奇幻漂流》(Life of Pi),我們可能遲早會遇到Pi變種吧?我們從封鎖和對抗SARS-CoV-2病毒到與病毒共存,也只是勉強接受了無法根除這個傳染病的事實而已。

我們常被病毒搞得翻天覆地,可見病毒對人類的危害不輕,可是病毒只會讓我們哀鴻遍野嗎?《病毒圈:從COVID-19、流感到愛滋與伊波拉,全面認識在我們身邊的病毒》(Virusphere: From common colds to Ebola epidemics – why we need the viruses that plague us)這本科普好書就是要讓我們認識各種致病病毒如麻疹、流感、脊髓灰質炎、諾羅病毒、天花、漢他病毒、愛滋病毒、伊波拉病毒、狂犬病、肝炎等等之外,也了解其實絕大多數病毒都是生物體和生態系統的重要組成部分,這些病毒不僅無害,還是演化創新的推動者──胎盤哺乳動物能夠懷孕,也要拜病毒造成的意外所賜。

《病毒圈》作者法蘭克.萊恩(Frank Ryan)是英國倫敦皇家內科醫師學會、皇家醫學會以及倫敦林奈學會的會士,也是雪菲爾大學動物與植物科學系名譽研究員。他也是偉大的演化生物學家琳.馬克里斯(Lynn Margulis,1938-2011)思想的追隨者,在書中多處推介她關於共生(symbiosis)和共生總體(holobionts)的思想,讓我們認識到我們和病毒其實是形成相互合作的伙伴關係。




我們身上本來就帶有許許多多病毒,有些只會在你抵抗力變差時才趁虛而入,例如造成普通感冒的鼻病毒,它們也只能存活在上呼吸道。同樣是呼吸道感染病毒,SARS-CoV-2就很沒極限和界限,它們感染的器官可能上不封頂,導致各種古怪的症狀和併發症;如前述,有不少人畜共通傳染病可以跨物種傳染,蝙蝠就是許多人類病毒傳染病常見的自然宿主,可是也有病毒對人類極為專情,例如俗稱小兒麻痹症病毒的脊髓灰質炎病毒,只存在於人類。

我自己曾被各種病毒如流感、諾羅和登革熱搞得七葷八素,當然是對它們恨之入骨,可是它們對我們是不帶情感的。它們讓人生病或死亡,也只是單純受制於自私的基因──瘋狂複製自己而已。那些打噴嚏、咳嗽、上吐下瀉、臥床不起等等症狀,也只是剛好對它們的傳播有利。如果它們太快殺死宿主,也會同歸於盡,所以死亡率太高的傳染病反而甚少釀成大規模疫情。

當然,我們也非坐以待斃,如果能倖存下來,我們的免疫系統可是很記恨的!聰明的人們就是利用這點研發出各種疫苗,有些曾禍害人類幾個世紀的傳染病如天花,就在人類廣泛接種疫苗的情況下,可說是完全絕跡!過去常見的小兒麻痹症,也成了罕見傳染病。

一般上,生物學教科書通常把病毒描述為跨越生命與非生命邊界的寄生物。可是,萊恩更願意將病毒帶入生命的領域。其實,我也認為硬是把病毒劃到非生命的領域,無益於我們利用生命科學的方式來好好認識和研究它們,而且也變相強迫學生把人為的劃分當作標準答案來生搬硬套。

沒錯,病毒的確依賴於它們的宿主才能複製,但幾乎所有的生物,除了一些罕見的自營細菌,幾乎都要依賴於生命網絡中的其他生物。我們誤以為病毒才是純粹的寄生物,是暗示著我們人類可以脫離或完全主宰大自然,無視我們對地球而言才是依賴其他生物才能繁衍生息的寄生物的事實。對萊恩來說,那些從受感染細胞中爆發出來並在環境中徘徊等待新宿主的病毒顆粒,就像是休眠的種子一樣,而不是無生命的物質。

沒人會認為蟄伏不動的種子或孢子就是非生物吧?他甚至還提出了應該把病毒視為生命的第四域(domain,如果把真核及古菌合並成一個域,那病毒就是第三域)。我非常贊同他的這個提議!就是因為我們太常把病毒排除在生物之外,才沒能好好認識它們,導致許多長期被忽視的病毒如冠狀病毒釀成禍害全球的疫情!只有我們好好正視病毒為生物,認真了解它們在生態系統中的作用,才能避免下一場全球大瘟疫的流行!

知己知彼、百戰不殆,我們不能再抱著逃避的心態忽視這個生命系統中重要的成員了!是時候好好來認識病毒圈了!




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2022年7月21日 星期四

BNT光速登月計畫








為了面對與病毒共存的後疫情時代,我接種了三劑COVID-19疫苗。

第一劑等不到mRNA疫苗,於是接種了AZ疫苗,原本想等到開放混打第二劑再接種mRNA疫苗,但後來失去了耐心,等接種後第二天政府才宣佈開放。因應Omicron變種的來勢洶洶,第三劑疫苗恐怕不適合再接種腺病毒疫苗,所以終於接種了mRNA疫苗。

我除了第一劑AZ疫苗發了燒、動彈不得,第二劑AZ疫苗和第三劑半劑莫德納疫苗的副作用都頗輕微,只有第二天較為疲倦而已。我老婆接種了兩劑莫德納和一劑BNT疫苗,副作用包括新冠手臂、發燒、呼吸喘和輕微心律不整,我還有些學生三劑都發燒、痠痛到不省人事。無論如何,相較COVID-19可能造成的嚴重肺炎,還有腦霧、倦怠、頭暈、呼吸喘等等長期後遺症的折磨,我們都不後悔接種了這些疫苗。我也有心理準備會接種第四劑,甚至年年都接種COVID-19疫苗。

在眾多疫苗中,異軍突起的黑馬就是mRNA疫苗,這個前所未見的技術,沒想到不僅讓人跌破眼鏡地可行,保護力還特別地高,莫德納和BNT疫苗都不約而同地超過九成!這可謂生技產業最重要的里程碑,也可見的未來,mRNA技術可能不會只用在研發COVID-19其他變種的疫苗,也會用在其他致命傳染病、新興傳染病,甚至癌症的治療上!

利用mRNA來當疫苗,在疫情之前,甭說我這個學術小咖無法置信,大多數生命科學家也都會嗤之以鼻吧?《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》A Shot to Save the World: The Inside Story of the Life-or-Death Race for a COVID-19 Vaccine)這本好書就記載了一位名為考里科(Katalin Karikó)的科學家,她堅持RNA極具醫藥方面的潛力,但一直不得志,堅持理想四處碰壁,直到疫苗被研發出來,大家才赫然發現她是先知。

mRNA是帶著遺傳訊息的分子,能夠被轉譯成蛋白質,也是我們每個細胞隨時都在製造的分子,如果我們有望操控RNA,身體細胞就能自行製造特定蛋白質作為治療的方法。然而,RNA不僅化學上較不穩定,我們身上還會舖天蓋地地分泌消滅RNA的酵素,讓全身上下隨時都能摧毀RNA。為何我們要這麼戒慎恐懼呢?因為太多病毒的遺傳物質就是RNA,包括流感和造成COVID-19的SARS-CoV-2都是。要在實驗室裡萃取mRNA,要全副武裝地戴好口罩、手套,實驗桌和工具都要用特殊的藥劑擦拭,所有容器都要用特製的,溶液裡也要有RNA酶抑制劑,萃取好的RNA還必須保存在攝氏零下八十度的冰箱中。

打個比方,我們的DNA像是鎖在機密房間裡的製造藍圖,只細胞城市需要打造機器時,就要影印出特定圖紙到工廠裡,可是那些圖紙不僅薄得極為脆弱,還會在施工後馬上被監工撕毀。因為有些間諜特務會三不五時偷偷混進敵國的藍圖,試圖擾亂生產秩序或甚至製造屠城木馬,因此在細胞內外一旦起疑就寧可錯殺不可錯放。要成功把mRNA送進細胞中,需要不少挑戰!但是考里科卻利用修飾核苷mRNA技術來騙過我們身體,並且抑制mRNA的免疫原性避免發炎反應。

mRNA技術先驅考里科出生於匈牙利,原先在南匈牙利的賽格德生物研究中心做mRNA研究,30歲時因為研究沒有進展而被解聘。她與丈夫賣掉了家裡最值錢的車子,換到900英鎊塞在兩歲女兒的泰迪熊裡騙過匈牙利海關走私出國,漂洋過海到美國發展。她前後待過費城的天普大學、賓州大學醫學院,因為對mRNA技術的執著,被學術界視作異端,必須寄人籬下在願意收留她的教授實驗室進行研究。有次去參加研討會後返校,居然發現被校方趕出辦公室讓她選擇降級或解聘。後來她在影印時巧遇見從國家衛生院轉來賓大的學者威思曼(Drew Weissman),一起合作發明了修飾mRNA的技術。可是他們的發明被賓大技轉給生技公司了事,沒給他們直接發揮所長的機會。

2013年,德國生技公司BioNTech看準這項mRNA技術,希望發展癌症應用,邀卡里科加入團隊。BioNTech在疫情中一役成名,又是另一個移民的成功故事!主角是BioNTech創辦人吳沙忻(Uğur Şahin)和圖雷西(Özlem Türeci)夫婦。他們與英國《金融時報》(Financial Times)駐法蘭克福記者米勒(Joe Miller)合寫了《光速計畫:BioNTech疫苗研發之路》The Vaccine: Inside the Race to Conquer the COVID-19 Pandemic)詳談他們奮鬥使用mRNA技術來治療和預防疾病的故事。吳沙忻和圖雷西都是德國的土耳其移民,前者是德國科隆大學癌症免疫療法博士,是腫瘤學與免疫學專家,目前擔任擔任CEO職務;後者是德國薩爾邦大學分子生物博士、醫師,目前為BioNTech的首席醫學官。他們倆都是不折不扣的工作狂,自律極嚴,一天僅睡四個小時,結婚當天還回到實驗室繼續工作,陪女兒度假都要用好幾個行李箱裝滿電腦和科學論文。




吳沙忻和圖雷西夫婦都是令人敬仰的科學家,他們有共同的理想要攻克癌症,在疫情於2020年初情勢不明時,吳沙忻就冷靜地分析出全球會受到疫情的嚴重衝擊和重創!相較之下,歐美許多學者和政客都不當回事,認定那個還未正式命名的傳染病不過就是個小插曲,不足為奇。當時,當台灣還在討論除了邊境管制是否還要限制大型活動時,我還遭受一些身在歐美的台灣友人在臉書無情地攻擊,抨擊我們意圖使用一個毫不危險的病毒大作文章炒作政治目的。結果呢?全球迄今病死了逾六百卅萬人,各國不堪醫療崩潰的重負,反覆鎖國和封城等手段搞了約兩年,造成經濟大亂,通貨膨脹和景氣不振等遺害還不知會沿續多久。吳沙忻就在疫情不明朗時,洞燭機先地決心投入疫苗的研發,事後諸葛地回看,BioNTech會領先群雄是合情合理的。

然而,如果回到當初他們投身疫苗的研發之時,即使我們現在已知他們是成功地讓劃時代的新技術開花結果,通過一個又一個的測試和考驗,在許多緊要關頭,也不禁要捏幾把冷汗。原來這場豪賭如果失敗,BioNTech很可能就會破產倒閉關門大吉,另外相較強勁的競爭者莫德納,他們甚至還處於落後,甚至連德國另一家mRNA玩家CureVac都比BioNTech還被看好(但是CureVac反而以慘敗收場)。可是憑著吳沙忻和圖雷西的決心和毅力,還有優秀的團隊,他們不眠不休地過關斬將,希望能和時間賽跑拯救更多生命!在疫情愈演愈烈時,研發疫苗的科學家們也不能倖免於難,也要在分秒必爭、水深火熱的疫情高峰期分流上班。

因為BioNTech仍是名不見經傳的中小型生技公司,儘管有不離不棄的金主,他們仍無法獨自完成所有研發階段的臨床實驗,並且在資金上也捉襟見肘,於是就和輝瑞(Pfrizer)合作,憑藉後者的豐富經驗和資源投入研發和競爭。輝瑞大藥廠執行長艾伯特‧博爾拉博士(Dr. Albert Bourla)就在《輝瑞登月任務:拯救人類的疫苗研發計畫》Moonshot: Inside Pfizer's Nine-Month Race to Make the Impossible Possible)中,從他的視角討論了這個合作關係。他們合作研發出的疫苗稱作輝瑞-BioNTech 2019冠狀病毒病疫苗(Pfizer–BioNTech COVID-19 vaccine,代號:BNT162b2,商品名:Comirnaty、復必泰,國際非專利藥品名稱:tozinameran),不過輝瑞的全球銷售權不在德國和土耳其(都由BioNTech直接銷售),並且大中華地區的銷售權在中國上海復星醫藥,這在台灣曾是吵翻天的政治口水問題。







政治問題在臨床實驗進行時也遭遇到,《光速計畫》《輝瑞登月任務》也不約而同地揭示了川普政府的反智行為,儘管他們設立了曲速行動(Operation Warp Speed),採取政府和社會資本合作的方式加速開發COVID-19疫苗,但是川普為了勝選的政治考量,施壓監管機關,讓不少美國民眾誤會COVID-19疫苗開發有放水之嫌,傷害了大眾對科學的信任,導致美國疫苗接種人數在先進國家中落後,讓大量人命白白犠牲。

無論如何,現在都一再證實mRNA疫苗開啟了新時代,mRNA不僅能夠更快速研發出新興傳染疾病的疫苗,也可能比傳統疫苗更能快速改版應對新變種。mRNA最適合當疫苗還有個原因是,RNA本身就是佐劑,那是一般疫苗中刺激免疫反應的添加物,因為正如前述,很多病毒的遺傳物質就是RNA,我們天生就會對外來RNA起免疫反應。未來mRNA技術很可能正如吳沙忻和圖雷西夫婦設立BioNTech的初衷——攻克癌症!就讓我們拭目以待吧!

吳沙忻和圖雷西夫婦是對科學懷有極大熱情的科學家,這本《光速計畫》除了有疫苗研發跌宕起伏、峰迴路轉的精彩過程,也有不少深入淺出的科普知識,是寓教於樂的好書,值得關心打進自己身體疫苗的朋友好好一讀!




本文原刊登於天下文化

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2022年7月14日 星期四

疫苗急先鋒








你接種了COVID-19的疫苗了嗎?接種了哪種疫苗?

為了讓COVID-19在自己身上成為無症狀或輕症,避免長期後遺症(Long Covid)的同時減少醫療負擔,我已經接種了三劑疫苗,前兩劑是AZ疫苗。

我前幾年起就年年接種流感疫苗,儘管每次醫護人員都先警告要留意副作用,從來都只有手痠個半天而已。可是接種首劑AZ疫苗時,當天半夜就開始發燒,雖然已預留第二天在家休息,但還是想趁機讀些書,或至少追個劇。沒想到,連覺都沒能睡好,就像重感冒一樣全身極為痠痛、畏寒和無力,第二天除了吃飯和上廁所,白天幾乎都是平躺在沙發上,晚上不舒服到受不了,追問之前接種的朋友,他們大多說第二天半夜就會好,我半信半疑,原本都快虛脫到考慮服用退燒藥,沒想到半夜居然馬上好轉。

這就是傳說中,所謂的「被車撞到」吧?雖然心裏早有準備,可是不得不說,這種非患病卻極為不適但又馬上好轉的經驗還蠻奇特的(相信我,被車撞到絕對慘多了)。其實,我原本更希望接種的是mRNA疫苗,BNT或莫德納都行,但疫情升溫後,悔不當初沒在去年五月初AZ疫苗乏人問津時就去接種,一直到七月底才接種第一劑。

查看了文獻顯示兩劑AZ疫苗隔愈久,抗體濃度可能愈高,於是在疫情趨緩後,隔了十七週才在十一月底接種第二劑。我當初更希望接種mRNA疫苗,說白了就是垂涎其高保護力。後來卻峰迴路轉——媒體報告指出,研究發現AZ疫苗產生的抗體,濃度下降得比mRNA疫苗的慢,大約五個月後會黃金交叉。後來,在開放接種第三劑時,研究顯示前二劑AZ疫苗再加第三劑mRNA疫苗,抗體濃度會顯著大幅提高!果然印證了許多專家學者當初的建議——別挑疫苗了,有啥就接種啥,先獲得免疫力再說。

在這些疫苗問世了超過一年後來回顧,其實AZ的腺病毒疫苗也好,BNT和莫德納的mRNA疫苗也好,或高端和Novavax的蛋白質次單位疫苗也好,也都各有各自顯著的優缺點,引起的副作用也大相徑庭。我接種的兩劑AZ疫苗,雖然因為媒體大肆報導其罕見的血栓副作用而被許多人排斥,但AZ疫苗使用的腺病毒技術,比起mRNA疫苗更加成熟,製作方法也更簡單,價格也低廉許多,平均每劑只需三英鎊(約新台幣111元),AZ疫苗也較易於保存,只需冷藏而非冷凍,而且不牟利的同時通過開放技術授權其他疫苗廠商參與生產,更容易向更多國家推廣,把握更多寶貴的時間拯救生命!

這個現在仍救人無數的AZ疫苗,全名是牛津-阿斯特捷利康嚴重特殊傳染性肺炎疫苗(Oxford–AstraZeneca COVID-19 vaccine),顧名思義,是英國牛津大學和大藥廠阿斯特捷利康合作開發的。在COVID-19席捲全球時,牛津大學在疫苗開發上就顯著領先。可是,許多專家都相當悲觀,因為大多數疫苗平均要花費十年才能上市,此前的最快記錄也要四年。但是在歐美政府的大力資助下,許多生技公司僅花了約一年就取得緊急使用授權(Emergency Use Authorization,EUA)。各家疫苗研發跟時間賽跑的故事,在《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》A Shot to Save the World: The Inside Story of the Life-or-Death Race for a COVID-19 Vaccine)這本好書中有頗詳細的述說。

後來幾個領先者的第三期臨床實驗期中報告公佈時,讓大家為之一亮,AZ疫苗有高達約70%的保護力,雖然相較mRNA疫苗超過90%的保護力顯得偏低,但已高過50%門檻。其實,流感疫苗的保護力一般上也只比50%高一些,70%的保護力已讓許多專家感到振奮了。但有趣的是,報告卻指出,如果先打半劑再接種全劑AZ疫苗,保護力更高達90%,據說這原是個劑量算錯的烏龍,研究人員也無法解釋原因,顯得相當尷尬。

AZ疫苗的開發過程以及各種秘辛,我也是讀到了這本《疫苗先鋒:新冠疫苗的科學戰》Vaxxers: The Inside Story of the Oxford AstraZeneca Vaccine and the Race Against the Virus)時才有系統地瞭解,這可是牛津大學詹納研究所疫苗學教授莎拉.吉爾伯特(Sarah Gilbert)和牛津大學威康人類遺傳學中心染色體動力學教授、埃克塞特學院高等研究員、臨床生物製造機構主任凱薩琳.格林(Catherine Green)合著的好書,有大量一手經驗和故事。




從中我們可知,牛津大學的團隊能夠在第一時間領先,靠的並非是運氣或石破天驚的新科技,而是累積幾十年的經驗,他們此前成功研發出伊波拉病毒的疫苗,熟悉「複製缺陷型重組猿猴腺病毒載體疫苗」(replication-deficient recombinant simian adenoviral-vectored vaccine)的設計,讓他們能夠快速地用建立良好的ChAdOx1平台立即設計出COVID-19疫苗。雖然此前從未有冠狀病毒的疫苗上市,但他們其實試圖為SARS和MERS這兩個高度致命的冠狀病毒肺炎設計過疫苗,只是SARS和MERS相對容易檢測出,所以未釀成大規模疫情,所以疫苗就無用武之地。

研發出未能真正使用的疫苗,許多非科學工作者會覺得是浪費時間和資源,沒想養兵千日,他們真能用兵一時,若非有那些寶貴的經驗,全球疫苗供應會有很大一塊缺口,我們可能還要多等一兩年才能恢復正常生活。她們決定投入COVID-19疫苗的開發時,疫情是否會像過去SARS和MERS一樣悄然離去,也還是未知數,可是一旦投入就要花費大筆金錢,並且幾乎毫無家庭生活可言,甚至在經費仍未有著落的情況下拖牛津大學下水賭了一把。這很有科學精神,因為大多數有為的科學家也都是在有明確的成果前先理性考量一番就投入大量經費、時間和精力的,只是成王敗寇,失敗的話,我們就不會有AZ疫苗,你也不會想要認識她們,牛津大學也會找她們算帳。

COVID-19疫苗被一些人批評的是超迅速的開發速度,是否讓大眾冒了更多風險。可是當事人卻能夠清楚指出,這是他們甘冒虎口換來的。過去疫苗的開發,每個關鍵步驟都要再三確認已經確實成功才會進行到一下步,可是他們知道時間極為寶貴,所以牛津大學和阿斯特捷利康都願意承受更巨大的風險加速進行。這次COVID-19疫苗研發競賽中,傳統疫苗大廠像是羅氏(Roche)、默沙東(MSD)、葛蘭素史克(GSK)和賽諾菲(Sanofi)反而缺了席,可見新疫苗研發本身吃力不討好,不見得是筆好生意。

從實驗室研發到大規模生產,是完全不同的挑戰,於是阿斯特捷利康跟著接手,這個產學合作有許多磨合的過程。後續疫苗劑量的烏龍,血栓等副作用,還有保護力較mRNA疫苗低等等,都讓吉爾伯特和格林承受巨大的壓力。原本她們只是有心要拯救更多寶貴的生命,並反而被媒體奚落和責怪,可謂千夫所指。甚至格林和她的女兒在英國威爾斯露營時,剛認識的新朋友就吐槽說疫苗不知加了啥,所以無法信任,她於是馬上跟他們保證她確實知道疫苗裡頭有啥。原本身為個性內向害羞僅適合窩在實驗室的科學家,她們開始抛頭露面,在媒體中向大眾講解疫苗的科學,然後乾脆出了這本《疫苗先鋒》,讓大家別再聽信八卦和謠言了,直接給你一手消息。

我們很幸運能夠讓八成台灣人口接種至少兩劑疫苗,使得COVID-19成為重症率比流感更低的傳染病。儘管如此,Omicron變種的傳染力比流感高了近十倍!我們仍不該輕忽,應儘快接種第三劑疫苗,以期在大確診時代中不小心感染Omicron變種時,症狀能夠輕微,不會對自己身體和醫療體系造成負擔,並且避免成為人肉培養基讓病毒在身體裡更難複製,不會傳染給太多人。有許多發展中國家仍然等待更多的疫苗,全球確診病例顯著下降前,SARS-CoV-2病毒仍有突變以逃避免疫攻擊的機會。待全世界都安全了,我們才真正脫離險境!










本文原刊登於天下文化

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2022年7月13日 星期三

疫苗商戰的生死競賽








嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(SARS-CoV-2,俗稱武漢肺炎、新冠肺炎)的Omicron變種夾著一傳十、十傳百、百傳千的超強感染率席捲全球,包括從2021年中疫情恢復的台灣,在2022年四月中旬開始以每日破千的態勢傳播開來。

大家還記得的2021年5月中之後長達至少兩個月的光景嗎?雖然台灣沒有嚴格意義上的封城,只有限制教學、聚會、餐廳內用等等活動,許多民眾都高度自肅,過去熙熙攘攘、車水馬龍的城市街道突然間變得死寂,反正許多關於校正迴歸、搶打疫苗等等事件還有政客的口水戰好不熱鬧地充斥新聞版面。

然而,今非昔比,2021年確診人數破千後,街道上還是不改繁華,一別一年前的慘淡狀況。差別除了因為Omicron變種相對溫和,中重症率影著低於原始武漢株以及Alpha和Delta變種。這顯然並非最重要的原因,因為香港也被Omicron變種攻陷,這個原本疫情控制良好的先進城市,馬上因為醫療崩潰淪為全球最高死亡率,屍體在醫院和殯儀館居然被毫無尊嚴地層層堆放。香港的慘痛的疫情教訓,除了政治駕凌專業,最主要的原因就是70歲以上人口的疫苗接種率只有兩成左右。

相較之下,台灣民眾在過去近一年中,大部分都接種了疫苗。截止確診人數首度單日破千的4月15日,台灣疫苗接種的覆蓋率已達83.99%,第二劑也達79.17%,追加劑有53.85%,加強劑是0.84%。雖然65歲以上台灣人口的疫苗接種率低於全國平均值,但和香港相比仍是天壤之別。在這樣的較高疫苗接種率下,台灣確診病例中有超過99%都是無症狀或輕症,而中重症患者有顯著更高的比例是一劑疫苗都未接種或者接種不滿三劑的。

沒有任何一個國家能夠完全阻擋Omicron變種在社區的傳播,除非百分之百閉關鎖國讓經濟衰退,各國都要學會和病毒共存,只是依國情有別,各有各的學習曲線。COVID-19肆虐至今,全球保守估計有超過五億人感染,逾六百廿萬人死亡。這個死亡人數過去在疫苗還未問世前,是一飛衝天的態勢,可是在疫苗問世後就漸漸有持平的態勢!

COVID-19疫苗突破了許多過去疫苗平均要花十年時間才能上市的速度,在第三期臨床實驗的期中報告發表後,歐美各國就趕緊發佈緊急使用授權(Emergency Use Authorization,EUA),以便在可怕的疫情中讓更多人受到保護。這個破天荒的速度雖然受到質疑是否有放水之嫌,但其實體現的是過去臨床實驗的諸多關卡曠日費時的漫長等待,而且在這個百年一遇的疫情中,產官學都通宵達旦地加班加速審批。

當然,COVID-19的破記錄,還包括首次使用了mRNA疫苗的最新技術,更令人振奮的是,mRNA疫苗產生的保護力,居然大幅領先其他疫苗!雖然這個世界和我們的生活肯定因為疫情而有不可逆的轉變,可是我們真的必須慶幸疫情是發生在這時候,而非十年、廿年前爆發,否則我們很有可能是因為全球有八、九成人口感染了SARS-CoV-2達到群體免疫,而死亡人數至少是現在的數字後面再加一個零,因為在此之前疫苗最快的研發速度也需要四年,也就是要等到2024年才有可能,屆時全球不是因為有好幾千萬人死亡,就是封城封到哀鴻遍野、經濟蕭條不振。

面對這個改變所有人的重大衝擊,有不少有識之士都好奇我們究竟是如何研發出這些檢測和預防新興病毒的工具,並且在對抗COVID-19的疫苗和新藥研發究竟有什麼媒體都敢以窺見的秘辛。擅長選述商戰的古格里.祖克曼(Gregory Zuckerman)也不例外,於是他決定投身探究這個科學醫學史上最偉大的成就之一,把各大藥廠和生技公司研發疫苗的過程和辛酸公諸於世,所以我們有了這本好書《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》(A Shot to Save the World: The Inside Story of the Life-or-Death Race for a COVID-19 Vaccine)。






我們理所當然地以為這些讓疫苗研發大幅加速和領先的科技是近年在生技公司中研發出來的,可是《疫苗商戰》追根究柢地帶我們回到四十年前大學裡的實驗室,見識到科學家當初研究不知有何用處的各種基礎生命科學研究,如何成為腺病毒、蛋白質次單位和mRNA疫苗紮實的根基。在這場疫苗研發的競賽中,背後有許多鮮為人知的故事——科學家不懈的努力與堅持,甚至他們的主張有一度不是被視為異端邪說就是被學界漠視。疫苗的研發不僅救命,在科學上讓我們學習到許多新知識,能夠用以更有效對抗新舊傳染病,甚至對癌症的治療都極有啟發性。

在商業上,對所有關心創新經濟的朋友,《疫苗商戰》也提供了大量寶貴的案例可供研究和討論,因為除了科技進步的水到渠成,在這些疫苗的研發中,也有許多個人因素,例如企業家見識到愛滋病的肆虐而產生資助腺病毒疫苗的理想,還有對mRNA技術的先見之明和擇善固執,如美國賓州大學的考科里、莫德納的班塞爾以及BNT的吳沙忻,以及許多無名科學家背後的努力。其中也有一些誤打誤撞的因素,例如mRNA做為試圖在身體中製造蛋白質的新藥成效不彰,但是莫德納公司來自台灣的研究人員黃翊群意外發現mRNA產生的蛋白質會產生強烈的免疫反應,超適合用作研發疫苗。

上醫治未病、中醫治欲病、下醫治已病,可是在COVID-19之前,預防傳染病的疫苗完全不是筆好生意,不僅要耗費鉅資還曠日費時,即使研發成功也還要面對有心人士質疑圖利財團以及安全性等等的質疑。即使現在全民已有超過八成接種疫苗,我們還不時要面對極少數反智人士三不五時傳送接種疫苗活不過兩年等等不實謠言的恐嚇言論。要不是因為這場疫情,可能許多朋友成年後都不曾再接種過疫苗了。從此危機產生的轉機,說不定可以減少未來疫苗研發的阻力。

《疫苗商戰》非常生動地寫出穿梭在牛津大學、AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的一篇又一篇精彩的生動故事,儘管我們現在已事後諸葛地知道在這些疫苗商戰中誰是贏家,可是讀到他們在等待雙盲臨床實驗的解盲以及美國食品藥物管理局(FDA)的審批時,也不禁為他們捏了把冷汗。

這個與時間賽跑的疫苗研發中,不僅許多人真的是不眠不休,也需要許多跨領域的人才配合無間地合作。我們也見識到許多科學工作者,醒著的時候幾乎都在全力衝刺地工作,可是他們寧可和試管、燒杯及小白鼠打交道,還有閱讀艱澀的科學論文,而非向投資者打嘴炮還有一秒幾十萬上下地爭取資金,因為商業人才協助面對政治壓力時的斡旋也不可或缺。除了要忍受脾氣古怪暴躁的老闆,當民眾和媒體子虛烏有地控訴疫苗的各種問題,他們也承受著千夫所指的巨大壓力。

目前為止,除了牛津大學、AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax這些早期贏家,還有約二十種COVID-19疫苗仍在臨床實驗階段,包括台灣高端的蛋白質次單位疫苗,這也都仍有很大的意義,因為全球仍只有約65%人口接種了至少一劑疫苗,在低收入國家中更是低至15.2%而已。當所有人安全時,我們才能夠安全,待這些國家提高疫苗接種率前,疫情還是會此起彼落。除此之外,其實疫苗的研發也讓各廠商和生技公司的學習到各種經驗,未來面對新興傳染病時,希望有更多資源能夠投入快速反應。

除了這本全面解析歐美疫苗商戰的好書,天下文化的另外三本好書,分別是由牛津AZ團隊兩位科學家親筆合著的《疫苗先鋒:新冠疫苗的科學戰》(Vaxxers: The Inside Story of the Oxford AstraZeneca Vaccine and the Race Against the Virus),輝瑞(Pfrizer)執行長第一人稱見證的《輝瑞登月任務:拯救人類的疫苗研發計畫》(Moonshot: Inside Pfizer’s Nine-Month Race to Make the Impossible Possible),以及BNT創辦人吳沙忻夫婦的《光速計畫:BioNTech疫苗研發之路》(The Vaccine: Inside the Race to Conquer the COVID-19 Pandemic,都是讀完《疫苗商戰》後可以取得第一手資料和秘辛的好書!






本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】



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2022年6月30日 星期四

懂得數學的妙用,被教科書填滿的鴨終於能徜徉於碧波浩渺之間






除了少數天才學生,大多數人都視學習數學為畏途,我也不例外。更雪上加霜的是,當初沒人告訴我們,除了拿高分有利升學外,這些數學究竟要學來幹嘛?

記得當初在高中學數學時,真的令人感到痛苦和辛酸;願意乖乖作練習題還不是為了升學而已。對數學感興趣的只有少數怪咖,我甚至有一些數學成績頗好的朋友,記憶力好到所有數學題都是用背的,但從來不曾理解其中因果。

而對科學還是很感興趣的我選擇了生命科學,希望能夠儘量擺脫數學的惡夢,沒想到為了讓我們有紮實的數理基礎,大學要修不少富含數學的物理、化學等科目;以為上了研究所就不需要面對數學時,博士班的生態學還是一大堆微積分,就連現在做研究也要使用不少統計學的方法——數學簡直就是如影隨形到無所不在。

有時候我也不禁要懷疑,為什麼萬事萬物都得要符合數學的法則呢?不管是物理學、化學或生物學,大氣科學、地球科學、材料科學、工程學還有社會科學,不管假說有多簡單和多複雜,在數學上是對的,實證上還不一定,但若是在數學上是錯的,就只有在科幻世界才能成立了!這根本不科學啊!這是憲法吧?

不管數學是否統治了所有自然科學和社會科學領域,卻還是許多莘莘學子在求學階段最受挫的學科吧?我記得在高中和大學時,學過的有代數、幾何、集合論、三角學、微積分,可是絕大部分都還給了老師,即使在工作中有應用到統計學,但也多半是用Excel或程式來運算的,只有偶爾才會用到比基本算術複雜一些些的數學,那麼教導那些數學的意義是?

這本《翻轉你的數學腦》Pluses and Minuses: How Math Solves Our Problems)就是要告訴我們,數學在生活中有多麼無孔不入並且奇趣橫生。懂得了數學的妙用後,原本像被教科書填滿的鴨,終於能跳出囚籠而徜徉於碧波浩渺之間。

《翻轉你的數學腦》作者斯蒂芬・布伊斯曼(Stefan Buijsman)18歲時就在荷蘭萊頓大學(Leiden University)取得碩士學位,隨後赴瑞典斯德哥爾摩大學攻讀博士學位,以18個月獲得數學哲學博士學位,成為有史以來最年輕的博士學位畢業生之一。他目前在荷蘭台夫特理工大學(Delft University of Technology),從事數學哲學方面的博士後研究工作。





布伊斯曼透過《翻轉你的數學腦》告訴我們,數學比我們想的還要無所不在。因為我們就生活在大數據時代,越來越受到演算法的支配,也不斷面臨著從政治到健康等方方面面的大量統計資料,在疫情時感受應該更明顯。

布伊斯曼向我們展示,如何實際使用數學來讓各種問題更容易解決。他帶領我們環遊世界、參觀沒有使用數學的社會並回顧歷史,瞭解數學觀念是如何以及為何被發明。展示數學重要性的同時,也告訴我們為何理解數學能幫助我們更好地瞭解整個世界。

《翻轉你的數學腦》主要透過數學的三大領域來談論數學到底被用到哪去了:微積分、機率與統計、圖論。也不忘順便談論大數學家如畢達哥拉斯、阿基米德、牛頓、萊布尼茲、伯努利、貝斯、尤拉等等的軼事。雖然堅信數學很重要,布伊斯曼還是很盡責地為我們找來幾個沒在使用數學的社會讓我們見識一下。

當然,那些社會的人們還是分辨得出東西的多寡,因為數感是天生的。剛赴國立自然科學博物館的同事焦傳金老師就發現,連烏賊都會玩魷魚遊戲……哦不……有數感。

那麼,為何還需要數學來折磨學生呢?因為這世界,如果可以複雜,有誰想要簡單?美索不達米亞、埃及、希臘和中國都不約而同地發展出精妙的複雜的數學,因為有人吃飽太閒……這不算玩笑,因為生產力的提升讓有些人能夠騰出雙手來做管理的工作,而更大的城市和更多的人口需要一種新的形式和思想來處理作物產量、土地分配、稅收、大規模建築工程以及所有文明的標誌。

所以別怪數學家太刁鑽了,沒有他們,我們就不會有《翻轉你的數學腦》開篇談到的谷歌地圖導航、咖啡機、臉書、網飛等等了。否則疫情宅在家的時候,日子和時間要怎麼過啊?這些演算法,都使用到了數學的圖論,這在我研究上要使用的生物資訊程式中也是——連生命科學都不放過。

在大學時,我最害怕的一門課是微積分,現在幾乎全都還給老師了(雖然我現在都跟學生玩笑地說,教過的別還給我,除非先換成錢……)。《翻轉你的數學腦》告訴我們,微分巧妙地解釋了事物變化的速度和變化的程度,這就要用上無窮小的概念,積分這個關於事物變化的總量,也和無窮小有關。我們生活中各種工程和經濟活動,也都要處理到變化和總量,難怪微積分會成為理工科的共同科目。

而機率和統計的問題,可能在我們生活中更常見了,畢竟知道中威力彩和被閃電劈的機率,才能讓我們決定是否下注吧?這可能也是媒體最搞不懂的:所以那些機率很小的事情都被媒體說得好像我們身邊隨時會發生,可是對很大的機會會發生的天災人禍卻又視而不見。只要記者在統計學上,有那麼一點點正確概念而不濫用,這世界肯定會變得更加美好。至少要有效終結這個疫情,在政策上鐵定需要統計學的幫助,才能規劃出解封之路啊!

《翻轉你的數學腦》沒有出現會令人害怕的數學式子,除了幾個簡單的之外,也沒有要給我們練習題來交作業,而是帶我們好好地認識這一個重要的工具,以及其內涵。這是布伊斯曼寫給15歲的自己,可是對於超過51歲好學不倦的朋友來說,也很值得一讀!


本文原刊登於關鍵評論

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2022年6月29日 星期三

疫情失控預兆








COVID-19因為中國的隱匿疫情,甚至武漢還在春節期間舉辦萬家宴,待中國政府終於查覺到類SARS的傳染性肺炎可以人傳人而封城,已有幾萬百人離開武漢,把病毒帶到全世界。

當初,本以為生物醫學最發達的美國至少應該能管控好,沒想到,美國後來淪落為疫情中最慘烈的國家,迄今保守估計至少超過一百萬人喪生。以WHO的估計,一個因COVID-19病死的病人,背後還可能至少有1.5個因醫療崩潰無法得到及時醫療照護而病死的其他病人,美國至少因COVID-19而損失至少兩百五十萬人命!

當初疫情先在紐約爆發,居然還有右派落井下石、興災樂禍地嘲諷疫情初期最慘的是民主黨人執政的州,刻意忽視自由派的州在是人口、經濟和商貿領先的州,因為人與人的連結特別多,忽略唇亡齒寒的道理。風水輪流轉,不僅不戴口罩、不接種疫苗,而且鼓吹疫情是媒體炒流量、醫界炒生意的右派名嘴一個接著一個喪命⋯⋯

台灣疫情期間,我們也一再見識到政治口水比人命似乎更重要的荒謬言論,看到敵對政黨縣市疫情升溫就幸災樂禍,忘了垃圾⋯⋯哦不⋯⋯病毒會不分藍綠紅白地跨縣市傳播,遲早會延燒到自家後院。甚至還有檢討受害人家屬,忘了當初口口聲聲一個孩子都不能少的嘴炮。

從疫情開始大流行到現在的上海「全城靜態管理」,我們見識一個又一個政治鬧劇。也讓許多人對歐美疫情之慘重不可置信。許多美國的有識之士也很想一再叩問,美國到底怎麼了?美國號稱最頂尖的CDC究竟幹了啥?

暢銷書作家麥可.路易士(Michael Lewis)就要用對美國為何沒擋下疫情而打破砂鍋問到底!他在《預兆:疫情失控紀事》The Premonition: A Pandemic Story)就是要好好剖析,美國究竟曾為這場疫情做過任何準備嗎?麥可.路易士本來就擅長挖出鮮為人知的真實故事,他的書本本暢銷,也多次被改編成電影。他在這本書中,挖出主流媒體甚少關注的許多人物和故事,即使長期關注COVID-19疫情,也都能有所收獲。




從中,路易士發掘出原來美國對傳染病的公衛體系有多落後,那些政府機構不僅山頭林立,原來還有多不透明和官僚作風,而川普政府內部的專家意見有多不受重視!

然而,儘管深受排擠,一群醫務人員和科學家還是不懈地努力試圖讓美國政府認真地應對流行傳染病,而他們不少不僅沒獲得應有的尊重,還被政府甚至社會當作麻煩製造者。無法解決問題就解決提出問題的人,古今中外皆然。其中不少處境,我想自己身處其中,應該很無望吧?遑論還像他們那樣奮鬥。

加州公共衛生部副主任雀樂蒂.狄恩(Charity Dean)就是被當作流氓的一份子,她放棄高薪接手燙手山芋,在COVID-19肆虐的日子裡,她成為了讓聯邦政府認真對待這一威脅的鬥爭中的弱勢女英雄。然後是理查.哈切特(Richard Hatchett)和鄉巴佬流行病學家卡特.梅雪爾(Carter Mecher),他們在小布希政府中製定了流行病計畫。當時小布希讀了約翰.M.巴瑞(John M. Barry)經典的《大流感:致命的瘟疫史》The Great Influenza: The Story of the Deadliest Pandemic in History),認定傳染病會是美國未來會面對到的危脅。1918年西班牙流感大約 18 個月內導致全球四千萬至六千萬人和五十萬美國人死亡。

後來與迪恩和其他人一起組成神秘的「狼獾隊」(Wolverines),從權力核心之外努力減輕正在發生的災難。 還有像是生化學家喬.德瑞西(Joe DeRisi)開發出快速檢測病毒的晶片。梅雪爾和他在小布希政府的特別工作小組共事過的同事們重新發現了保持社交距離的想法,並在研究了1918年的流感大流行之後,起草了一項關閉學校的計畫,並鼓勵美國人在大流行的情況下在家工作。他們發現學校是一個把大量難以控制的小阿宅們關在狹小空間很長時間的特殊產物,在今年中的疫情中,我大部分COVID-19快篩兩條線的朋友家中都有要上學的小阿宅,關閉學校就能夠病毒的傳播減緩。

《預兆》中,我們也能見識到美國疾病控制與預防中心(CDC),作為美國的公共衛生機構,理論峠應上負責預防疾病的傳播。然而,在這場疫情中,CDC沒有人願意冒著因採取錯誤行動而被解僱的風險,他們對自己烏紗帽的重視多過預防傳染病的流行。CDC的負責人由總統任命並且可以被總統解僱,這一事實也意味著這個角色往往屬於應聲者。而川普又是以喜愛炒反對者魷魚著稱。另外,CDC甚至比大學更加象牙塔地不食人間煙火,他們自視為學術機構遠多過政府部門。為了讓傲慢的CDC官員接受社交距離的建議,梅雪爾等人還特意包裝成是CDC的功勞。

《預兆》指出,在制度失靈的情況下,美國政府把公民拋棄給沒有能力處理的私營部門。當初,迪思單槍匹馬地處理了她在聖巴巴拉轄區的肺結核,試圖把一個無能的驗屍官拖出辦公室對一具感染肺結核的屍體進行屍檢。美國政府既然無法解決問題,那麼迪恩就嘗試應用市場的力量。勇敢對抗體制的迪恩放棄了公務員身份,創立了一家醫療保健初創公司,哈切特和梅雪爾擔任該公司顧問。

因為路易士其實是流行病學和病毒學的門外漢,因為這本《預兆》對非醫學或生命科學出身的朋友來說,可能讀起來會很輕鬆愉快,可是對相關領域的朋友來說,稍嫌搔不到癢處,不過還是非常值得一讀!

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2022年6月23日 星期四

生而為人




我們對自己這個物種的關注,遠超過其他生物物種,是合情合理的。因此,我們才會因為一小片古人類化石的發現,就在媒體上鬧得沸沸揚揚。

我們智人是現存唯一遍及全球的生物物種,在文明社會發展出來以前,草原、高山、沙漠、凍原等等嚴峻的生態區域都有人類的蹤跡,全球無論人種、膚色,也都有遠在非洲的共同祖先。作為一個充滿好奇心的動物,我們從古至今都愛追問祖先從何而來,只是過去的解釋是神話和傳說,現在是科學。

我在大學教授演化生物學時,原先很有野心地希望每年談人類演化時補充的最新科學發現,只需要用到當年頂尖科學期刊如《自然》(Nature)、《科學》(Science)和《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的學術論文就好,只是試了沒幾年,就改為讓學生自行分析最新的發現來當作考題,因為當這些發現一再「改寫教科書」,除非是學有專精的演化人類學家,否則可能很難有條不紊地傳道、授業、解惑了。

現在,這個教授人類演化的工作可以變得更輕鬆一些了,因為賴瑞和老師以平易近人的方式,寫下了這本好書《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》。賴老師原是唐史學者,他精湛的史學功力,在梳理科學文獻時應付裕如。他對人類演化的興趣和探索並非是退休後閒暇時才有的嗜好,他在清大任教時就在圖書館慢慢閱讀相關文獻十幾年了。

其實,生物演化本來就是一個歷史科學的問題,人類的當然也不例外。只是生物學家一般擅長用分子、遺傳、發育、解剖、形態、生理、生化等等生物學的間接證據,重建出各類生物演化的歷史,這和史學用遺址、遺骸、器物、傳說、風俗、文獻等等試圖還原歷史真相,在本質上並無差別。賴老師用史學的學養來探究人類演化的示範,正說明了所謂的「文理不分家」的道理。

在這本書中,賴瑞和老師用深入淺出的方式來為大家介紹人類演化的來龍去脈,除了各種已知的重要知識,也很清楚地交代各種爭議之處。這本書就像是和朋友輕鬆聊天討論人類演化的對話,可是內容卻完全不失學者的嚴謹,不需要任何科學背景也能好好一讀。

我們智人貌似萬物之靈,似乎是地球的主宰,但是人類演化史可謂血淚斑斑,如果我們的祖先能像黑猩猩那樣生活在宛如花果山般的叢林樂園裡頭,有誰甘願到林地甚至稀樹草原冒險呢?我們現在知道,老祖宗和黑猩猩分家後,就演化出了許許多多人亞族(Hominina)的物種,包括知名的地猿屬、南猿屬、傍人屬、沙赫人屬、人屬等等,同時生活在地球上。和我們智人同屬不同種的物種也有不少,可是如今除了智人,其他人亞族的人類也都灰飛煙滅了。

過去認為是智人把其他人類給消滅了,可是近年古DNA基因體學的研究卻指出,歐洲大陸的遠古智人,可能和尼安德塔人及丹尼索瓦人有情慾流動,因此可能有約百分之一至四的基因來自他們。根據我在遺傳檢測公司 23andme 的報告,我就有約百分之二的DNA可能是來自尼安德塔人。

智人比起其他人類物種,可能更擅長交流,能夠產生出許多意想不到的緣分。當我於二○一六年到母校清華大學分子與細胞生物研究所和生命科學系任教時,賴瑞和老師剛好從清大退休,回到馬來西亞柔佛州新山市的老家,雖然人文社會學院就在我們生命科學館的對面,但我並不認識賴老師。然而,非常碰巧的,我也來自新山。我們高中後都出國到臺灣留學,然後赴美念博士班,再回到臺灣的大學任教。




我們的祖父母輩,來自中國南方的省分,漂洋過海到南洋討生活。我常聽阿嬤說,當初他們在船上度過環境惡劣的艱困,捱不住的人一旦病死,會馬上被麻布包裹棄屍海裡。到了人生地不熟的南洋開埠,不同籍貫的華人,聚集在同一個城市打拼,夢想能夠給予子女更美好的生活。我們更古早的祖先,何嘗不也是為了更好的出路,願意前仆後繼地冒險遠渡重洋或翻山越嶺呢?於是直立人也好,智人也好,成為了遍及全球的唯二動物物種,寫下可歌可泣的宏大史詩,只是我們現在只能從他們稀少遺物的蛛絲馬跡中拼湊出支離破碎的隻言片語,待越來越多的化石出土,科技也越來越進步後,說不定我們能還原出史詩的一些篇章呢!

人類演化的故事還有諸多謎團,讀了賴老師的這本好書,心中也還有不少疑惑,原本想說疫情退散後,說不定有機會在他來臺或我回馬時跟他當面請教,更深入地詢問他身為史學家,對另一些生物學上的反面證據有何見解,沒想到當我把此書讀到一半時,就從馬來西亞的中文媒體得知他於四月二十六日因肝病與世長辭了,享年六十九歲,真是不勝唏噓。

我們智人最了不起之處,是能夠留下思想和著作,即使肉身腐朽了,精神仍能長存,啟發一代又一代後人。感謝賴老師留下這本好書,如果可能,多年以後也希望能夠為此書增添更新的發現!


本文為《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》推薦序

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